用于確定用于燃氣輪機的調(diào)節(jié)的至少一個燃燒溫度的方法以及用于執(zhí)行該方法的燃氣輪的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定用于燃氣輪機(20)的調(diào)節(jié)的至少一個燃燒溫度的方法，燃氣輪機(20)包括至少一個壓縮機(12)、至少一個燃燒室(13)和至少一個渦輪(15)，其中，為了渦輪(15)的冷卻在壓縮機(12)處壓縮的空氣被放出并且通過至少一個外部冷卻管路(17)和布置在冷卻管路(17)中的調(diào)節(jié)閥(V)被供應(yīng)給渦輪(15)，在該方法中在燃氣輪機的不同部位處來測量工作介質(zhì)的多個溫度和壓力并且由所測量的溫度和壓力來導(dǎo)出該至少一個燃燒溫度。更靈活的且更精確的調(diào)節(jié)由此來實現(xiàn)，即附加地來確定通過外部冷卻管路(17)的冷卻空氣質(zhì)量流量并且在導(dǎo)出該至少一個燃燒溫度時一起來考慮。
【專利說明】用于確定用于燃氣輪機的調(diào)節(jié)的至少一個燃燒溫度的方法 以及用于執(zhí)行該方法的燃氣輪機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燃氣輪機技術(shù)的領(lǐng)域。其涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于 確定用于燃氣輪機（Gasturbine)的調(diào)節(jié)的至少一個燃燒溫度（Feuerungstemperatur)的 方法。本發(fā)明此外涉及一種用于執(zhí)行該方法的燃氣輪機。

【背景技術(shù)】
[0002] 燃燒溫度在當(dāng)今常見的燃氣輪機中在一定的運行條件（基本負荷和部分負荷） 下被用作調(diào)節(jié)參數(shù)。因為在燃氣輪機的整個運行壽命上燃燒溫度的連續(xù)的和精確的直 接的測量出于可靠性、機械完整性和精確性的原因目前不可行，燃燒溫度的級別由多個 所測量的過程變量借助于燃燒溫度確定方法來確定，該方法被編入燃氣輪機控制邏輯 (Steuerungslogik)中。
[0003] 這樣的溫度確定方法可設(shè)計成確定燃燒室的出口溫度、渦輪入口溫度、渦輪出口 溫度或者任意其它與燃燒相關(guān)聯(lián)的在燃氣輪機內(nèi)的溫度，如這例如在文件EP 1 231 369 A2和EP 1 959 115 A2或US 2010/050591 A 1中所詳細說明的那樣。
[0004] 先進的燃氣輪機運行設(shè)計涉及在燃氣輪機運行期間應(yīng)用相匹配的冷卻介質(zhì)供給， 如這例如在文件US 2004/0025491 A1和US 2004/0221584 A1中所公開的那樣。這樣的供 給通常利用冷卻空氣調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)。這樣的供給的兩個變體在圖1和圖2中示例性地復(fù)述。 圖1的燃氣輪機10包括壓縮機12、燃燒室13和渦輪15 (其驅(qū)動壓縮機12和發(fā)電機16)。 壓縮機12在運行中抽吸環(huán)境空氣11、將其壓縮并且將其發(fā)送到燃燒室13處，通過燃料輸入 管路（Brennstoffzuleitung) 14將燃料噴入燃燒室13中并且借助于被壓縮的空氣來燃燒。 產(chǎn)生的熱氣在渦輪15中在輸出工作功的情況下被卸壓并且在離開渦輪15之后通過廢氣煙 囪19向外排出。為了渦輪15的冷卻，在壓縮機處在不同部位處在不同的壓力水平上壓縮 的空氣被放出（abzapfen)并且通過冷卻管路17或18被導(dǎo)引至渦輪15。冷卻空氣質(zhì)量流 量在此可通過調(diào)節(jié)閥VI和V2來調(diào)整。通過排泄閥（Abblasventil)V3和V4可將冷卻空氣 向外吹出。
[0005] 圖2的燃氣輪機10'構(gòu)造為帶有相繼燃燒的燃氣輪機并且因此包括帶有兩個相應(yīng) 的燃料輸入管路14a和14b和兩個相關(guān)聯(lián)的渦輪15a和15b的兩個燃燒室13a和13b。在 示出的示例中，通過冷卻管路17和18以來自壓縮機12的冷卻空氣來供給第二渦輪15b。 閥V1-V4的功能與在圖1中的相同。
[0006] 在使用傳統(tǒng)的燃燒溫度確定方法的情況下在帶有所調(diào)整的冷卻介質(zhì)供給的運行 期間的燃燒溫度調(diào)節(jié)然而可導(dǎo)致在所期望的與實際的燃燒溫度之間的不期望的偏差，亦即 由于燃氣輪機的變化的運行線（Betriebslinie)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在此本發(fā)明提供補救。因此本發(fā)明的目的是說明一種用于確定用于燃氣輪機的調(diào) 節(jié)的至少一個燃燒溫度的方法，其適合地考慮了渦輪的可調(diào)整的冷卻的影響。此外本發(fā)明 的目的是提供一種用于執(zhí)行該方法的燃氣輪機。
[0008] 該目的和其它目的通過權(quán)利要求1和6的特征的整體來實現(xiàn)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的方法來自一種燃氣輪機，其包括至少一個壓縮機、至少一個燃燒室 和至少一個渦輪，其中，為了渦輪的冷卻在壓縮機處壓縮的空氣被放出并且通過至少一個 外部冷卻管路和布置在冷卻管路中的調(diào)節(jié)閥被供應(yīng)給渦輪。在該方法中在燃氣輪機的不同 部位處來測量工作介質(zhì)的多個溫度和壓力并且由所測量的溫度和壓力來導(dǎo)出該至少一個 燃燒溫度。根據(jù)本發(fā)明的方法特征在于，附加地確定通過外部冷卻管路的冷卻空氣質(zhì)量流 量并且在導(dǎo)出燃燒溫度時一起考慮。
[0010] 按照根據(jù)本發(fā)明的方法的設(shè)計方案，為了確定冷卻空氣質(zhì)量流量來測量調(diào)節(jié)閥的 位置以及在調(diào)節(jié)閥之前和之后的壓力。
[0011] 調(diào)節(jié)閥尤其具有一閥特性（Ventilcharakteristik)，其中，該閥特性被用于確定 冷卻空氣質(zhì)量流量。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的方法的另一設(shè)計方案特征在于，附加地在燃氣輪機的不同部位處確 定工作介質(zhì)的水/蒸汽含量并且在導(dǎo)出燃燒溫度時一起來考慮。
[0013] 該設(shè)計的改進方案特征在于，根據(jù)等式

【權(quán)利要求】
1. 一種用于確定用于燃氣輪機（20)的調(diào)節(jié)的至少一個燃燒溫度og的方法，所述燃 氣輪機（20)包括至少一個壓縮機（12)、至少一個燃燒室（13)和至少一個潤輪（15)，其中， 為了所述潤輪（15)的冷卻在所述壓縮機（12)處壓縮的空氣被放出并且通過外部的至少一 個冷卻管路（17)和布置在所述冷卻管路（17)中的調(diào)節(jié)閥（V)被供應(yīng)給所述潤輪（15)，在 所述方法中在所述燃氣輪機的不同部位處來測量工作介質(zhì)的多個溫度和壓力并且由所測 量的所述溫度和壓力來導(dǎo)出該至少一個燃燒溫度（Ty)，其特征在于，附加地來確定通過外 部的所述冷卻管路（17)的冷卻空氣質(zhì)量流量并且在導(dǎo)出所述燃燒溫度（L)時一起考慮。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃燒溫度（L)具有修正量，其通過 相對于潤輪入口壓力的參考值W濕度的函數(shù)的潤輪入口壓力的變化來確定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述濕度被用于標定所述參考值的由老 化引起的變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，為了確定所述冷卻空氣質(zhì)量 流量，測量所述調(diào)節(jié)閥（V)的位置W及在所述調(diào)節(jié)閥（V)之前和之后的壓力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)閥（V)具有閥特性，并且所述閥 特性被用于確定所述冷卻空氣質(zhì)量流量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述燃燒溫度化）根據(jù)等式
來確定，其中，是所舉出的變量的第一階和更高階的項的函數(shù)，T,表示在潤輪出口處 所述工作介質(zhì)的溫度，Pe/P7是潤輪入口壓力和潤輪出口壓力的商，Xd表示在所述工作介質(zhì) 中的水/蒸汽含量，Pic/Pn是在所述冷卻管路（17)中在所述調(diào)節(jié)閥（V)之前和之后的壓力 的商，而Si表征所述調(diào)節(jié)閥（V)的位置。
7. -種用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法的燃氣輪機（20)，其包括至 少一個壓縮機（12)、至少一個燃燒室（13)和至少一個潤輪（15)，其中，為了所述潤輪（15) 的冷卻在所述壓縮機（12)處壓縮的空氣被放出并且通過外部的至少一個冷卻管路（17)和 布置在所述冷卻管路（17)中的調(diào)節(jié)閥（V)被供應(yīng)給所述潤輪（15)，其中，在所述燃氣輪機 (20)的不同部位處設(shè)置有工作介質(zhì)的溫度和壓力的大量測量點并且通過相關(guān)聯(lián)的信號線 路（30a-h; 30m-〇)與控制部（29)相連接，所述控制部（29)將用于控制燃料供應(yīng)的控制指 令（31)發(fā)送到至所述燃燒室（13)的燃料輸入管路（14)處，其特征在于，設(shè)置有用于確定 通過外部的所述冷卻管路（17)的冷卻空氣質(zhì)量流量的器件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃氣輪機，其特征在于，在所述調(diào)節(jié)閥（V)處設(shè)置有用于測 量在所述調(diào)節(jié)閥（V)之前和之后的壓力（Pi。，Pu)和用于測量所述調(diào)節(jié)閥（V)的位置的測 量點并且通過信號線路（30i-l)與所述控制部（29)相連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的燃氣輪機，其特征在于，所述控制部（29)是用于調(diào)節(jié)所 述燃氣輪機（20)的燃燒溫度（L)的閉合的調(diào)節(jié)回路的部分。
【文檔編號】F02C9/00GK104246179SQ201380016004
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月23日
【發(fā)明者】阿里亞斯朝 M., 內(nèi)梅特 A., R. 斯泰格 U., S. 利利 D. 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司